13
＜その１＞蒸発残留物試験における蒸発乾固後の乾燥操作に関する検討
（第２報）
研究協力者 大野 浩之 名古屋市衛生研究所 研究協力者 鈴木 昌子 名古屋市衛生研究所 研究協力者 山口 未来 国立医薬品食品衛生研究所 研究代表者 六鹿 元雄 国立医薬品食品衛生研究所
A．研究目的
蒸発残留物試験は、ヘプタン、20%エタノ ール、水、4%酢酸の4種類の浸出用液を用い て溶出操作を行って試験溶液を調製し、この 試験溶液を重量既知の白金製、石英製または 耐熱ガラス製の蒸発皿に採り、水浴上で蒸発 乾固したのち、105℃で2時間加熱してその残 留物の重量を測定することで試験溶液中の蒸 発残留物量を求める方法である1), 2)。しかし、
蒸発乾固の操作や使用する容器については、
公定法変法を行う試験機関も少なくない。試 験結果に影響を及ぼす可能性がある要因がい くつか存在するにもかかわらず、これまで試 験室間共同試験は実施されておらず、真度や 精度などの性能評価は行われていなかった。
平成27年度の本研究において蒸発残留物試 験の試験溶液の蒸発乾固操作における公定法 と公定法変法の性能を確認し、規格試験法と しての適用性を検証したところ3)-5)、両法とも に、試験溶液中に揮散しにくい成分を多く含 む場合は良好な性能を示した。しかし、加熱 により揮散または変化しやすい成分を多く含 む試験溶液の場合は十分な性能が得られない 可能性が示された。その原因として、蒸発乾 固だけではなく、蒸発乾固後の105°Cで2時間 の乾燥操作によるばらつきが疑われた。
平成29年度は、蒸発乾固後の乾燥操作に着 目し、この操作が試験結果に与える影響につ いて検討を行った6)。まず105℃に設定した各 試験機関の乾燥器内の位置による温度差を調
べたところ、自然対流方式より強制送風方式 の方が温度差は少なく温度が安定する傾向に あることが分かった。
次に、105℃において揮散の程度が異なる5 種類の可塑剤等〔シリコーンオイル、テレフ タル酸ビス(2-エチルヘキシル)、ビスフェノ ールA、アセチルクエン酸トリブチル（ATBC）
及びセバシン酸ジブチル（DBS）〕を試験対 象物質（溶出物）として105℃で2時間の乾燥 操作後の残存率を調べた。その結果、揮散し やすい物質（ATBC及びDBS）では、残存率 及びそのばらつきは試験機関による差が大き く、しかもその傾向は乾燥器が自然対流方式 より強制送風方式の場合に顕著であった。そ の傾向は、容器の位置を乾燥器内の105℃とな る位置に限定して検討しても同様であった。
以上より、乾燥器内の温度のばらつきよりも 大きな影響を与える因子の存在が考えられた。
そこで、送風量及び容器の形状について影 響を調べたところ、送風量が少なく、容器は 蒸発皿や結晶皿より背が高いビーカーの方が 残存率は高くなる傾向があり、容器内の残留 物に風があたることによって揮散量が増加す ることが示唆された。
今年度は、揮散しやすいATBC及びDBSを 用いた9機関での共同試験を実施し、容器形状 や送風方式の違いなどによる試験結果への影 響を確認した。さらに、蒸発残留物試験にお いて結果がばらつく要因とその解決策につい て考察した。
14 B．研究方法
１．参加機関
共同試験には、昨年度本研究に参加した民 間の登録検査機関、公的な衛生研究所など10 機関のうち9機関が参加した。
２．試験対象物質
以下の2種類の試薬を試験対象物質として 用いた。これらは国立医薬品食品衛生研究所 で購入し、各試験機関に配布した。
アセチルクエン酸トリブチル（ATBC）：純
度97.0%以上、東京化成工業㈱製
セバシン酸ジブチル（DBS）：純度98.0%以 上、東京化成工業㈱製
３．試験溶液の調製
国立医薬品食品衛生研究所から配布された 試験対象物質を各試験機関においてそれぞれ アセトンに溶解して各試験溶液（600 μg/mL）
を調製した。
４．乾燥器及び容器
共同試験に使用した乾燥器及び容器は各試 験機関が通常使用しているものとした（表１）。
乾燥器は9機関中、自然対流方式が5機関、
強制送風方式が4機関であった。
容器は現行公定法の規定に準拠し、通常使 用している「蒸発皿等」と、それより背が高 い容量50 mLのガラス製ビーカー（外径：4.6 cm、高さ：6 cm）を用いて比較検討した。
５．操作手順
共同試験の操作手順を以下に示した。なお、
Wsは試験溶液用の容器の重量（mg）、Wbは 空試験用の容器の重量（mg）とした。
１）容器の重量測定
使用する容器を乾燥器により 105℃で2 時 間加熱し、デシケーター内で1晩静置したの ち、容器の重量（mg）を測定した（Ws1、
Wb1）。
２）試験対象物質の添加
各試験溶液10 mLを容器に採取した（蒸発 残留物30 µg/mL相当）。また空試験としてア
セトン10 mLを採取し、同様の操作を行った。
各容器は自然乾燥（ドラフト内で1〜2時間 静置）によりアセトンを除去し、アセトン臭 が無くなったことを確認した。
３）乾燥器による乾燥操作前の容器の重量測 定
容器をデシケーター内で 1 時間〜1 晩静置 して乾燥したのち、容器の重量を測定した
（Ws2、Wb2）。この時、乾燥操作前の残留物 量〔（Ws2−Ws1）−（Wb2−Wb1）〕が5.5〜
6.5 mgの範囲になった容器を使用して次の操
作を行った。これらの容器が必要数に満たな い場合は、必要数の容器が得られるまで乾燥 時間を延長した。
４）乾燥器による乾燥操作
乾燥器内に容器3個及び空試験用容器1個 を置き（3 試行）、105℃で 2 時間加熱した。
容器は乾燥器内で 105℃となる位置を中心に 配置した。
なお、容器に蓋をして残存率を測定する場 合は、図１のようにガラス製時計皿またはア ルミ箔を用いて蓋をして同様の乾燥操作を行 った。蓋は2時間加熱後に外した。
５）乾燥操作後の容器の重量測定
容器をデシケーター内で 1 時間〜1 晩静置 したのち、容器の重量を測定した（Ws3、Wb3）。
６）残存物量及び残存率の計算
上記の操作手順によって得られた各重量か ら以下のように残存率を計算した。
①乾燥操作前の残留物量（mg）：
（Ws2−Ws1）−（Wb2−Wb1）
15 表１ 各試験機関の乾燥器及び容器
送風方式 温度分布1) 内槽サイズ
1 強制送風 ±2.5℃
（210℃）
横幅 60 cm 奥行 50 cm 高さ 50 cm
蒸発皿（ガラス製）
内径 6.0 cm、高さ 3.5 cm
2 自然対流 ±10℃
（300℃）
横幅 45 cm 奥行 41 cm 高さ 40 cm
結晶皿（ガラス製）
内径 7.2 cm、高さ 3.5 cm （容量 100 mL）
4 自然対流 ±7℃
（270℃）
横幅 61 cm 奥行 52.5 cm
高さ 50 cm
蒸発皿（ガラス製）
内径 10 cm、高さ 5 cm （容量 200 mL）
5 自然対流 ±8 ℃
（300℃）
横幅 61 cm 奥行 52.5 cm
高さ 50 cm
蒸発皿（ガラス製）
内径 6.5 cm、高さ 3.5 cm （容量 50 mL）
6 自然対流 ±10℃
（250℃）
横幅 61 cm 奥行 52.5 cm
高さ 50 cm
蒸発皿（ガラス製）
内径 6 cm、高さ 3 cm （容量 20 mL）
内径 7.5 cm、高さ 3.7 cm （容量 80 mL）
7 強制送風 ±2.5℃
（210℃）
横幅 60 cm 奥行 50 cm 高さ 50 cm
蒸発皿（ガラス製）
内径 6.0 cm 、高さ 3.6 cm （容量 50 mL）
8
強制送風
（標準/微風の 風量設定可能）
±0.5℃
（100℃）
±1.5℃
（200℃）
横幅 40 cm 奥行 35 cm 高さ 28 cm
結晶皿（ガラス製）
内径 7.2 cm、高さ 3.5 cm （容量 100 mL）
9 強制送風 ±2.5℃
（210℃）
横幅 60 cm 奥行 51 cm 高さ 50 cm
ビーカー（ガラス製）2)
内径 8.4 cm、高さ 4.6 cm （容量 200 mL）
10 自然対流 ±8℃
（260℃）
横幅 60 cm 奥行 53 cm 高さ 50 cm
ビーカー（ガラス製）2)
内径 8.5 cm、高さ 4.5 cm （容量 200 mL）
1) 取扱説明書等に記載の温度分布
2) ビーカーの上部を切断したもので、形状は結晶皿に近い 試験機関及びそのNo.はＨ29年度と同じ
試験 機関
乾燥器 通常使用している
「蒸発皿、結晶皿等」の容器
16
図１ 時計皿及びアルミ箔で蓋をした結晶皿及びビーカー
②乾燥操作後の残留物量（mg）：
（Ws3−Ws1）−（Wb3−Wb1）
③乾燥操作による残留物の減量（mg）：
（Ws2−Ws3）−（Wb2−Wb3）
④残存率（%）：②／①×100
なお、各試験における残存率は3試行の平 均値で表した。
C．研究結果及び考察 １．予試験
送風方式及び容器形状の違いによって残存 率にどの程度の差が生じるのかを比較するた め、予試験を行った。送風方式が異なる乾燥 器を有する試験機関 2（自然対流方式）及び
試験機関 8（強制送風方式）の 2 機関におい
て、ガラス製の結晶皿及びビーカーを用いて ATBCとDBSの蒸発残留物量を測定し、残存 率を調べた。
その結果、ATBC の残存率は、自然対流方 式では結晶皿は 62.6%、ビーカーは 80.2%、
強制送風方式では結晶皿は 24.7%、ビーカー は58.5%であった。またDBSの残存率は、自 然対流方式では結晶皿は 42.5%、ビーカーは
72.7%、強制送風方式では結晶皿は17%未満、
ビーカーは45.2%であった。
乾燥器の送風方式による差を比較すると、2 物質ともにいずれの容器形状でも残存率は送
風量が少ない自然対流方式の方が高かった。
また、容器形状による差を比較すると、2 物 質ともにいずれの送風方式でも残存率はビー カーの方が高かった。
２．9機関の共同試験
予試験の結果から、ATBCとDBSの残存率 は乾燥器の送風方式及び容器形状の違いによ り顕著な差が認められた。そこで、本試験と して9機関による共同試験を実施した。その 結果を表２に示す。
ATBCでは、「蒸発皿、結晶皿等」の残存率 は 24.7〜76.7%、標準偏差は 1.9〜13.9%、ビ ーカーの残存率は 58.5〜90.6%、標準偏差は 2.0〜9.5%であった。一方DBSでは、「蒸発皿、
結晶皿等」の残存率は 17%未満〜69.0%、標
準偏差は 1.7〜12.7%、ビーカーの残存率は
45.2〜71.0%、標準偏差は1.7〜12.0%であった。
各残存率は、試験機関5のDBSの結果を除 き、2 物質ともにビーカーを使用した方が高 かった。容器を蒸発皿や結晶皿等から背が高 いビーカーに変更することにより、9 機関の 平均残存率はATBCが52.8%から78.6%、DBS は 35.0%から 60.9%といずれも高くなった。
また、9機関の相対標準偏差もATBCが32.1%
から 12.7%、DBS は55.8%から18.4%に改善 した。
17
表２ 9機関の共同試験結果
蒸発皿、
結晶皿等 ビーカー 蒸発皿、
結晶皿等 ビーカー
平均値（%） 48.9 80.1 33.7 47.8
標準偏差（％） 1.9 5.5 7.9 10.2
平均値（%） 62.6 80.2 42.5 72.7
標準偏差（％） 6.5 4.2 7.5 5.3
平均値（%） 56.6 86.0 34.1 71.0
標準偏差（％） 13.9 2.0 12.7 1.7
平均値（%） 76.7 80.4 69.0 64.8
標準偏差（％） 2.1 3.6 1.7 2.4
平均値（%） 70.5 82.2 51.4 63.3
標準偏差（％） 3.7 4.5 11.9 2.4
平均値（%） 59.9 66.1 44.7 46.5
標準偏差（％） 4.2 3.5 5.3 9.4
平均値（%） 24.7 58.5 <17 45.2
標準偏差（％） 8.2 9.5 − 12.0
平均値（%） 37.3 83.6 <17 68.1
標準偏差（％） 7.3 2.3 − 6.2
平均値（%） 38.3 90.6 17.5 68.9
標準偏差（％） 6.3 4.0 6.4 2.6
52.8 78.6 35.0 60.9
32.1 12.7 55.8 18.4
n=3
8 強制送風 7
ATBC DBS
試験 機関
乾燥器の 送風方式
強制送風
残存率
平均残存率（％）
相対標準偏差（％）
1 強制送風
2 自然対流
4 自然対流
5 自然対流
9 強制送風
10 自然対流 6 自然対流
３．乾燥器の送風方式別の比較
上記の共同試験の結果を乾燥器の送風方式 別に比較するため、表３に自然対流方式5機 関、表４に強制送風方式4機関の結果をそれ ぞれまとめた。
自然対流方式では、容器を「蒸発皿、結晶 皿等」からビーカーに変更すると、ATBC の 平均残存率は 60.9%から 83.9%と高くなり、
相対標準偏差は24.2%から5.3%と小さくなっ た。DBSも同様に、平均残存率は42.9%から 68.1%と高くなり、相対標準偏差は44.7%から 5.9%と大幅に小さくなった。
強制送風方式でも、容器を「蒸発皿、結晶
皿等」からビーカーに変更すると、ATBC の 平均残存率は 42.7%から 72.1%と高くなり、
相対標準偏差は 35.5%から 16.3%と小さくな った。また、DBSの平均残存率は25.1%から 51.9%と高くなり、相対標準偏差は67.7%から 20.9%と小さくなった。
以上のことから、容器を「蒸発皿、結晶皿 等」から背が高いビーカーに変更すると、乾 燥器の送風方式にかかわらず、2 物質とも平 均残存率が高くなり、試験機関間のばらつき も小さくなった。これは、背が高いビーカー を使用することにより、蒸発乾固後の乾燥操 作の際、より効率的に風の影響を抑えること
18 表３ 自然対流方式5機関の結果
蒸発皿、
結晶皿等 ビーカー 蒸発皿、
結晶皿等 ビーカー
平均値（%） 62.6 80.2 42.5 72.7
標準偏差（％） 6.5 4.2 7.5 5.3
平均値（%） 56.6 86.0 34.1 71.0
標準偏差（％） 13.9 2.0 12.7 1.7
平均値（%） 76.7 80.4 69.0 64.8
標準偏差（％） 2.1 3.6 1.7 2.4
平均値（%） 70.5 82.2 51.4 63.3
標準偏差（％） 3.7 4.5 11.9 2.4
平均値（%） 38.3 90.6 17.5 68.9
標準偏差（％） 6.3 4.0 6.4 2.6
60.9 83.9 42.9 68.1
24.2 5.3 44.7 5.9
n=3
DBS
6 2
4
5
相対標準偏差（％）
10
平均残存率（％）
試験 機関
ATBC 残存率
表４ 強制送風方式4機関の結果
蒸発皿、
結晶皿等 ビーカー 蒸発皿、
結晶皿等 ビーカー
平均値（%） 48.9 80.1 33.7 47.8
標準偏差（％） 1.9 5.5 7.9 10.2
平均値（%） 59.9 66.1 44.7 46.5
標準偏差（％） 4.2 3.5 5.3 9.4
平均値（%） 24.7 58.5 <17 45.2
標準偏差（％） 8.2 9.5 − 12.0
平均値（%） 37.3 83.6 <17 68.1
標準偏差（％） 7.3 2.3 − 6.2
42.7 72.1 25.1 51.9
35.5 16.3 67.7 20.9
n=3
ATBC DBS
1
平均残存率（％）
相対標準偏差（％）
7
8
9 試験 残存率 機関
19 ができたためと推察された。
また、送風方式別に比較すると、残留物に 風があたりにくい自然対流方式の方が試験機 関間のばらつきも小さかったため、乾燥操作 には自然対流方式を使用する方が望ましいと 考えられた。
一方、強制送風方式を使用する場合は、容 器をビーカーに変更し残留物に風があたりに くくすると、自然対流方式ほどではないが残 存率が高くなり、ばらつきも改善することが 分かった。
４．容器の蓋の有無による残存率の比較 次に、蒸発乾固後の乾燥操作において風の 影響を抑える方法として、容器の蓋の有無に ついて効果を調べた。予試験と同様に、送風 方式が異なる乾燥器を有する試験機関2及び 8 において、ガラス製の結晶皿及びビーカー を用い、容器に時計皿またはアルミ箔の蓋の 有無による残存率を比較した。その結果を表 ５に示す。
蓋が有る場合は、蓋が無い場合と比較する と、残存率はいずれも大幅に高くなり、標準 偏差もほとんどの場合で小さくなった。自然 対流方式では、ATBCの残存率は95.6〜99.4%、
DBS は 91.1〜97.8%といずれも容器形状にか かわらず非常に高い値であった。強制送風方 式では、ATBCの残存率は90.4〜97.2%と自然 対流方式と同様に高かったが、DBSではビー カーは残存率が90%前後であったが、結晶皿 は 65.8 及び 68.1%と低かった。これは DBS がATBCより揮散しやすい物質であることに 加え、背の高いビーカーでは容器内で空気が 対流しても容器内に留まりやすいためと考え られた。一方、時計皿とアルミ箔では残存率 に明らかな違いは認められなかった。
現行公定法では乾燥操作時における蓋の使 用に関しては記載がなく、通常の試験では多 くの試験機関が蓋を使用していない。容器に 蓋をして乾燥操作を行うと標準偏差は小さく
なり、乾燥器の送風方式による結果の差はほ とんどなくなり試験機関間のばらつきは小さ くなると考えられるが、蒸発残留物量が規格 値付近の検体の場合、今までの合否判定の結 果と齟齬を生じる可能性がある。
また、蒸発皿や結晶皿を用いた場合は蓋を しても強制送風方式の乾燥器では、完全に DBS の揮散を防ぐことができず一部は揮散 することが分かった。そのため、沸点がDBS
（沸点：約 345℃）よりも低いまたは同程度 の物質においては、蓋の材質や形状、乾燥器 内での位置などの各試験に機関における細か な操作や状況によって残存率が大きく変わる 可能性もある。
５．蒸発残留物試験における結果のばらつき の要因とその解決策
蒸発残留物試験は、器具・容器包装から浸 出用液に溶出した物質のうち、蒸発乾固及び
105℃2 時間の加熱で揮発せずに残留した物
質の総量を求める試験である。そのため、規 格の対象となる溶出物は明確に定められてい ない。
このため、ATBCやDBSといった沸点が150
〜400℃の有機化合物については、試験操作後 に残存した部分は規格の対象となるが、揮散 した部分は対象とならない。しかも、このよ うな揮発性を有する物質の残存率は各試験機 関における試験操作や使用する乾燥器などの 細かな違いにより大きく異なる可能性がある ことが明らかとなった。
今回の検討の結果、105℃での乾燥時にビー カーを用いガラス製時計皿等で蓋をするなど 各試験機関における試験操作の細部を統一化 することにより、ばらつきを大きく低減する ことができた。しかし、さらに試験精度を向 上させるためには、蒸発残留物の規格の意義 や目的を明確にし、その意義や目的に適した 範囲の物質を精度よく測定できる試験法を検 討する必要がある。
20
表５ 容器の蓋の有無による残存率の比較
結晶皿 ビーカー 結晶皿 ビーカー 結晶皿 ビーカー 平均値（%） 62.6 80.2 95.6 97.8 98.9 99.4 標準偏差（％） 6.5 4.2 1.9 0.9 0.9 1.0 平均値（%） 24.7 58.5 92.2 97.2 90.4 94.4 標準偏差（％） 8.2 9.5 1.9 0.9 6.4 0.9 平均値（%） 42.5 72.7 91.1 95.6 95.6 97.8 標準偏差（％） 7.5 5.3 2.0 1.0 1.0 1.0 平均値（%） <17 45.2 68.1 93.3 65.8 88.7 標準偏差（％） − 12.0 16.2 1.6 8.8 1.0 自然対流方式の乾燥器による試験は試験機関2、強制送風方式の乾燥器による試験は試験機関8で実施 n=3
試験対象 物質
自然対流
強制送風 ATBC
DBS
強制送風 自然対流 乾燥器の
送風方式 残存率 蓋無し 時計皿で蓋 アルミ箔で蓋
D．結論
蒸発乾固後の乾燥操作において、容器形状 や乾燥器の送風方式の違いなど風の影響が残 存率にどのような影響を及ぼすかについて、
揮散しやすいATBC及びDBSを用い、9機関が 参加した共同試験を実施した。
その結果、現行公定法の規定に準拠してい る「蒸発皿、結晶皿等」より背が高いビーカ ーを使用すると、乾燥器の送風方式にかかわ らず、平均残存率はATBCが52.8%から78.6%、
DBSは35.0%から60.9%といずれも高くなり、
試験機関間のばらつきも改善された。また、
送風方式別に比較すると、自然対流方式が残 存率、標準偏差はともに良好であり、強制送 風方式より望ましいと考えられた。また、強 制送風方式を使用する場合は、容器をビーカ ーに変更することで、残存率が高くなりばら つきも改善することが分かった。
さらに、容器に蓋をして効果を調べたとこ ろ、風に影響が抑えられ、残存率が大幅に高 くなり、ばらつきも改善した。
しかしながら、蒸発残留物試験において試 験機関間の結果にばらつきを生じさせている
根本的な要因は、規格の対象となる溶出物の 範囲が明確に定められていないことにあると 考えられる。そのため、さらに試験精度を向 上させるためには、蒸発残留物の規格の意義 や目的を明確にし、その意義や目的に適した 範囲の物質を精度よく測定できる試験法を検 討する必要がある。
E．参考文献
1) 厚生労働省告示第201号、食品、添加物等 の規格基準（昭和 34 年厚生省告示第 370 号）の一部改正（平成18年3月31日）
2) 河村葉子、器具・容器包装の規格基準とそ の試験法（ISBN4-8058-2663-0）、中央法規、
p 34-36 (2006)
3) 平成 27 年度厚生労働科学研究費補助金 食品の安全確保推進研究事業 食品用器 具・容器包装等に含有される化学物質の分 析に関する研究 総括・分析研究報告書、
p 15-55 (2016)
4) 大野浩之ら、器具・容器包装における蒸発 残留物試験の試験室間共同試験（第1報）、 食衛誌、59、55-63 (2018)
21 5) 大野浩之ら、器具・容器包装における蒸発
残留物試験の試験室間共同試験（第2報）、 食衛誌、59、64-71 (2018)
6) 平成 29 年度厚生労働科学研究費補助金
食品の安全確保推進研究事業 食品用器 具・容器包装等に使用される化学物質に関 する研究 総括・分析研究報告書、p 69-86 (2018)
